利用双物种原子干涉仪将自旋 - 引力耦合效应限制在$10^{-10}$量级

自旋是微观粒子的基本属性之一。许多理论工作假设了自旋与引力之间可能存在耦合，这可能导致等效原理的破坏。在我们最近利用 10 米长的$^{85}$Rb-$^{87}$Rb 双物种原子干涉仪进行的弱等效原理质量与能量联合测试中，测量了四种具有特定原子自旋态的$^{85}$Rb-$^{87}$Rb 组合的 E${\rm \ddot{o}}$tv${\rm \ddot{o}}$s 参数，精度达到$10^{-10}$量级（\textit{L. Zhou et al., Phys. Rev. A 104, 022822}）。此处利用这些实验结果来限制假设的自旋 - 引力耦合效应。在 L${\rm \ddot{a}}$mmerzahl 模型中，自旋无关和自旋依赖的反常被动引力质量张量的界限被设定在$10^{-10}$量级，比现有界限提高了三个数量级。在引力标准模型扩展（gravitational standard-model extension）中，对自旋无关的电子 - 引力和质子 - 引力耦合参数的限制被设定在$10^{-6}\, {\rm GeV}$量级。